Questão 67 do ENEM 2012 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, é preciso entender como a pressão se comporta em um líquido em repouso, um tema da Hidrostática.

O princípio que rege a situação é o Teorema de Stevin. Ele diz que a pressão exercida por uma coluna de líquido depende apenas da densidade do líquido ($d$), da aceleração da gravidade ($g$) e da altura da coluna ($h$) medida a partir da superfície livre. Em fórmula:

$P = d \cdot g \cdot h$

O fator decisivo aqui é o $h$. Essa altura não é o comprimento do cano nem a distância percorrida pela água. O $h$ é a diferença de nível vertical entre a superfície livre do líquido (o nível da água na caixa, em contato com a atmosfera) e o ponto onde queremos a pressão, que neste caso é a ducha.

Um detalhe importante: o encanamento pode descer e depois subir, mas isso não altera a pressão na saída. Pelo princípio dos vasos comunicantes, a pressão estática em um ponto depende só da altura da coluna de líquido acima dele até a superfície livre, e não do formato ou do trajeto do cano.

Portanto, a alternativa correta é aquela cuja cota mede exatamente o desnível vertical entre o nível da água na caixa e a ducha. Essa distância é representada pela cota $h_3$.

Assim, o valor da pressão da água na ducha está associado à altura $h_3$.